热处理专用有限元求解器的开发

热处理专用有限元求解器是实现热处理工艺模拟计算的核心技术,国外商业软件公司长期占据领先地位。介绍了自主开发热处理专用有限元求解器MetalX的基本物理场数学模型、功能特点及其算法流程。应用该求解器进行了18CrNiMo7-6钢试样的渗碳过程模拟计算,并与主流商业有限元软件MSC.Marc的模拟结果进行了对比分析。结果表明:该求解器能够实现热-相变-扩散-结构四场耦合非线性分析,并能实现加热、渗碳、淬火全过程中零件温度、组织、碳浓度分布、变形与残余应力的预测,具有与主流商业有限元软件相近的计算精度。     

一种改进的基于FLUENT的三维波浪水槽模拟方法

在分析现有波浪水槽模拟方法的基础上,提出一种基于FLUENT求解器的在计算波浪水槽时用于消波区的自定义能量函数,并将其应用于计算三维波浪水槽中。通过在求解器中加入该能量函数,并将其结果与实验结果进行对比,找出了最佳的能量函数中的变量系数,达到优化三维波浪水槽的目的。     

高速精密压力机闭式组合式预应力机身接触问题研究

为研究存在于高速精密压力机组合式预应力机身结构中的接触非线性问题,文章利用接触力学和有限单元法对该问题进行了描述和分析,论述了此类接触问题的增量理论和拉格朗日乘子法接触算法。为将机身作为一个系统来进行分析以确定预紧力,选择拉格朗日乘子法作为接触算法,并结合预紧力单元解决组合式预应力机身的有限元建模问题。利用预置条件共轭梯度解法对各预紧力工况下的机身模型进行求解,获得对应的应力-应变值,总结出预紧力-变形关系图,得出,为使压力机不产生间隙和错移,预紧力取值应为2000kN。数值分析结果和试验结果表明,分析可靠度为87.42%,采用接触单元结合预应力单元求解组合式预应力机身接触问题的研究方法,可用于高速精密压力机预紧力问题研究。     

一类接触问题的残余应力分布的有限元分析

弹塑性接触问题是一种几何非线性和材料非线性相耦合的双非线性问题。本文针对大变形弹塑性接触以及因此而诱发的残余应力,从应用的角度出发,建立了一套耗机时少而又简便的有限元求解方法。并研制了相应的程序。     

三维接触问题的液压扭矩扳手的数值分析与研究

运用三维非线性有限元分析方法，考虑了部件间的接触问题，分析了液压扳手的三维应力和应变，得到了应力应变精确的数值解，发现该产品应力应变分布不均匀，找出了有严重应力集中和材料冗余的区域，并且讨论了扳手在不同工况下的应力情况，可以为我国液压扳手的自主设计和结构优化提供依据。     

三维高斯粗糙表面数字化模拟方法

粗糙表面的数字模拟是工件接触性能研究的前提与基础。针对现有粗糙表面模拟方法的不足,提出一种新的三维高斯粗糙表面数字化模拟方法。根据设定的自相关函数矩阵构造求解转换矩阵的非线性方程组,采用改进的非线性共轭梯度法进行求解,根据得到的转换矩阵对随机矩阵进行变换,得到三维高斯粗糙表面的高度分布。最后利用提出的方法模拟了各向同性、异性两种高斯粗糙表面,通过对比分析模拟粗糙表面自相关函数,验证了该方法的有效性。     

双轴永磁动铁式力矩器的设计与应用北大核心

针对双轴机械式陀螺仪力矩需要,分析双轴永磁动铁式力矩器的工作原理,按总体结构布局对力矩器开展总体结构设计,对力矩器的力矩系数、永磁体工作点进行了分析计算。通过永磁体磁性能稳定性试验以及力矩器样机在角速率测量系统中的应用,对试验数据进行了详细分析。针对陶瓷骨架线圈组合体力矩器的力矩系数波动原因,提出无骨架线圈组合件的结构方案,能够较好解决力矩器在高温、大角速率工作状态下力矩系数波动问题,提高力矩器力矩系数的稳定性,更好地满足系统标度因数非线性要求。     

板料冲压成形CAD数字化分析基本理论

板料成形过程是涉及几何非线性、材料非线性和边界条件非线性等的多重非线性问题。介绍了板料冲压成形CAD数字化分析所涉及到的基本理论——非线性弹塑性材料的本构关系、板壳成形单元模型、接触问题、有限元方程及求解。     

管道多单元磁轭法轴向磁化有限元分析和设计

利用有限元方法对局部管道、磁轭法磁化结构及外围空气进行了三维实体建模,通过求解计算,定量分析了线圈安匝数、铁芯截面积以及接触面气隙对管道磁化场的影响;求解了有柱状缺陷和周向缺陷时,缺陷漏磁场的分布情况。研究结果表明:磁化器安匝数越大,铁芯截面积越大,接触面气隙越小,管道磁感应强度越大;磁感应强度在缺陷处出现极值和方向变化。     

存在装配误差时TI蜗杆传动接触分析

利用三维图形和数值分析相结合的方法,研究了存在装配误差时TI蜗杆传动齿面接触的求解问题.借助蜗杆蜗轮齿面接触的三维直观效果,采用数值逼近的方法确定了TI蜗杆传动齿面接触位置,在此基础上分析了装配误差对TI蜗杆传动啮合接触性能的影响.     

闭式压力机组合机身数值模拟与试验研究

针对闭式压力机组合机身传统设计计算方法存在的问题,利用接触分析理论与方法对机身接触面的接触非线性问题进行研究。对组合机身拉紧螺杆的预紧力进行分析计算,获得了较为可靠的机身计算模型。对计算模型进行数值模拟,得出其在受载状态下的应力与变形的计算结果。利用仪器对机床进行试验,将测试结果与计算结果进行对比,最终证明分析方法的可行性。     

汽车后门内板转角起皱成因分析及对策

针对量产车型中一种常见的冲压质量问题——汽车后门内板转角起皱进行了研究。首先通过有限元软件建立某车型后门内板的冲压成形模型,对其进行工艺性分析,并重点对其在冲压成形过程中转角出现起皱的原因进行分析。结果表明,压应力是引起转角起皱的主要应力,同时后门内板转角处的工艺补充和产品结构不合理引起板料在冲压成形过程中出现Z向失稳,这直接导致出现起皱问题。最后,经过优化拉延筋布置形式、调整工艺补充以及优化产品结构,该后门内板经过有限元分析,结果未出现起皱问题,同时实际冲压所得产品也满足生产质量要求。     

COUPLED NUMERICAL SIMULATION ON COLD ROLLER'S TEM- PERATURE FIFLD-PHASE TRANSFORMATION-STRESS FIELD DURING ITS QUENCHING PSOCESS

1.~onQuenchingisthemostwidelyusedheattreatmenttechnology.ItisacommonproblemthatdistortionandcrackarecausedbytheinternalstressduringtheqUenchingprocessofmechanicalparts,toolsanddies.Thelossofmaterials,energylandlaborPOWerisunmeasurable.ThetransientstressandresidualstressareamongtheimportantproblemsthatheattreatmentresearchershavealWaysbeenpayinggreatattelltions..LI,ZJ.Thetempo~refield,stmcturedistributionandstressfieldcontinuouslychangeduringthequenching,andtheyinteracteachothercloselyL'~'j…     

非对称焊接结构电机机座焊接工艺

该型电机机座是用筋板将前后压圈焊接构成的,由于机车上电机放置空间位置的限制,在电机机座圆周边对称地设计出了两个较窄的边,筋板与前后压圈的焊接就呈现不对称焊接结构.针对这种不对称的机座焊接,从焊接方法、焊接材料、焊接参数、消除焊接应力、焊缝分布设计等方面入手,通过大量试验,并对这些试验数据进行分析研究,不断完善焊接工艺,从而得到合理的焊接工艺,使得该型不对称电机机座的焊接质量完全达到了设计要求.     

含穿透损伤复合材料桨叶结构静强度分析

受弹伤后桨叶结构的静强度、动态特性和剩余寿命等是复合材料直升机旋翼桨叶结构损伤容限设计必须研究的问题.选取某直升机复合材料桨叶靠近桨根的翼段结构,利用CATIA建立三维实体模型,并导入ANSYS软件建立有限元分析模型,分别对翼段不同位置、不同方向的穿透损伤情况进行桨叶结构静强度分析.应用APDL参数化设计语言,开发了计...     

基于渐变间隙补偿法的汽车后门外板成形优化设计

以汽车车厢后门外板为例,建立了倒装单动有限元模型并分析了其成形接触状态。基于间隙补偿原理,通过一种工作间隙渐变的压边圈,均衡冲压成形过程中板料受力状况。利用模拟求解验证,制件无成形缺陷且表面无冲击滑移痕迹。卸载后制件的回弹得到了有效地抑制,最大回弹量较传统工艺减小了50%以上。经过生产实践,制造出了合格的制件。     

功能梯度零件边缘效应问题优化设计

对赫兹接触理论不能求解的＂边缘效应＂问题,采用有限元三维接触分析,以FGM制备的单列圆柱滚子轴承滚动体的梯度层参数优化为例,对FGM梯度层的分布和层数等参数进行了优化设计,获得了优化参数对等效应力和接触应力的影响规律。研究结果表明：有限元分析优化能够有效改善边缘效应问题,结构合理的FGM可以有效实现FGM零件的优化目标,提高零件使用性能要求。通过本研究获得的一些优化方法和规律,为FGM零件的优化设计提供了分析数据和经验。     

板料冲压成形数值模拟中有限元方程求解算法的研究

在板料冲压成形的有限元数值模拟过程中,有限元方程的求解是有限元分析中的一个重要步骤。通过分析非线性方程组的常用求解方法发现,无论采用何种方法,最终都回归到线性方程组的求解方法上。提出采用迭代法取代自主开发系统SheetForm中的直接法,提高了计算效率。在提出的广义相邻节点以及节点的相邻关系的两个定义上,分析了整体刚度矩阵的形成原理,提出一种新的适合迭代法的二维变带宽存储方法,最大程度的节省了内存,而且避免了节点编号的优化难题。最后,通过实例验证了迭代算法在求解大型有限元模型时具有较高的计算效率。     

采油（气）井口卡箍连接器密封性能研究

针对工程中卡箍连接器存在的泄漏问题,建立计算模型,推导油缸拉力计算公式;通过对底座与毂之间O形密封圈进行非线性有限元分析,研究其密封性能,获得最大接触应力与底座反作用力,并改进卡箍连接器油缸拉力计算公式;通过卡箍连接器有限元静态分析,研究危险部位应力以及整个卡箍的应力分布规律,并就危险区域进行改进,为卡箍连接器的合理设计提供了理论依据和改进建议。